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tsmc が画面を更新: 2nm プロセス ノードは大きな進歩を遂げました。apple が最初にそれを試したのですか?

2024-10-05

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10月5日、複数のメディアの報道によると、tsmcは2nmプロセスノードで大きな進歩を遂げた。ただし、2nmプロセスの価格は今後も上昇します。

メディア報道によると、tsmcの300mm 2nmウェーハ当たりの価格は3万米ドルを超える可能性があり、これは以前予想されていた2万5千米ドルよりも高く、4/5nmウェーハの価格の2倍です。

他の報道によると、n2 の高度なテクノロジーを試す最初の顧客は、テクノロジー大手の apple になる可能性が高いとのことです。さらに、tsmcとチップパッケージ会社amkorは最近、両社が米国アリゾナ州でチップの生産、パッケージング、テストで協力する覚書を締結したと発表した。ただし、上記のニュースはtsmcによって確認されていません。

詳細なレポートをご覧ください。

tsmc のバースト伝送における大きな進歩

複数のメディアの報道によると、tsmcは2nmプロセスノードで大きな進歩を遂げ、ゲートオールアラウンドfet(gaafet)トランジスタ技術を初めて導入する予定だという。さらに、n2 プロセスは nanoflex テクノロジーと組み合わされて、チップ設計者に標準コンポーネントにおける前例のない柔軟性を提供します。

ただし、上記のニュースはtsmcによって確認されていません。

レポートによると、現在の n3e プロセスと比較して、n2 プロセスは同じ電力で 10% ~ 15% の性能向上、または同じ周波数で 25% ~ 30% の消費電力の削減が期待されています。さらに印象的なのは、トランジスタ密度が 15% 増加することです。これは、半導体技術分野における tsmc のさらなる飛躍を示します。

ただし、テクノロジーがアップグレードされると、それに応じてコストも上昇します。 tsmcの300mm 2nmウェーハ当たりの価格は3万ドルを超える可能性があると予測されており、当初の見積もりである2万5000ドルを上回っている。比較すると、3nm ウェーハの現在の価格帯は約 18,500 米ドルから 20,000 米ドルであるのに対し、4/5nm ウェーハは 15,000 米ドルから 16,000 米ドルの間で推移しています。明らかに、2nmウェーハの価格は大幅に上昇します。

tsmcは2つのファブを建設し、2nmプロセス技術を利用してチップを製造し、数百億ドルを投じて超高価なeuvリソグラフィ装置(1台あたり約2億ドル)を購入している。さらに、n2プロセスではさまざまな革新的な生産技術が使用されるため、tsmcのコストはn3eよりも高くなるでしょう。一般に、n2 では euv リソグラフィーのステップがさらに追加される可能性があり、コストが増加します。たとえば、tsmc は euv デュアル パターニングを n2 で返却する必要がある場合があり、これによりコストが増加するため、ファウンドリがこれらの追加コストを顧客に転嫁するのは理にかなっています。

半導体業界のアナリストらは、ウェーハ工場が先進的な製造プロセスに巨額の投資を行っていると指摘した。例えば、3ナノメートルプロセスの研究開発投資は40億ドルを超え、主要なサプライチェーンの支援が不可欠でした。これらの投資は、tsmc と ip プロバイダーや関連プロセス消耗品工場などのサプライ チェーン パートナーに大幅な収益の増加をもたらしました。

先進プロセス開発コストの急激な増加に伴い、ic 設計幹部らは、28nm プロセスから 5nm プロセスへの開発コストの変化を明らかにしました。 28ナノメートルの開発コストは約5,000万ドルですが、16ナノメートルでは1億ドルの投資が必要です。 5 ナノメートルに進む場合のコストは、ip ライセンス、ソフトウェア検証、設計アーキテクチャなどの側面を含めて 5 億 5,000 万ドルに達します。鋳造工場にとっては、投資はさらに大きくなります。 3ナノメートルプロセスを例に挙げると、研究機関は40億~50億ドルの投資が必要で、3ナノメートルの工場を建設するコストは少なくとも約150億~200億ドルかかると考えている。

サプライチェーン業界の関係者らは、先進的なプロセスへの投資は、研究開発の人的資源、設備、ソフトウェア、材料などの複数のリンクが関係する、長くてリソースを大量に消費するプロセスであり、多くの場合7~10年かかると述べている。 2ナノメートルプロセスを例に挙げると、2016年にはすでにその道筋ははっきりしていましたが、試作スケジュールの詳細が徐々に明らかになってきたのはつい最近になってからです。

2nmプロセスは2025年に登場すると予想されており、サプライチェーン企業は爆発的な利益成長期を迎えると予想されている。また、2ナノメートルプロセスでは研削ウェーハをより薄くする必要があるため、材料面ではチャイナサンドやサンセミコンダクターがダイヤモンドディスクやリサイクルウェーハなどの分野にも切り込んでいる。再生ウェーハに換算すると、2nmの生産量は28nmの約4.6倍となります。バリア制御フィルムが高度な製造プロセスに入ると、それに応じて使用されるフィルムの数も増加します。業界関係者にとって、これは量と価格の両方でビジネスチャンスとなるでしょう。

tsmc は世界最大のファウンドリ メーカーであり、apple や nvidia などの顧客にチップ製造、高度なパッケージング技術、その他のサービスを提供しています。業績面では、tsmcの第2四半期の連結売上高は6,735億1,000万台湾ドルで、前年同期比40.1%増加し、アナリストの予想を上回りました。純利益は前年比36.3%増の2,478億5,000万台湾ドルを記録し、こちらも予想を上回った。

tsmcの8月の売上高は前年比約33%増の2,508億7,000万台湾ドルとなった。 jpモルガン・チェースは、第3四半期これまでのtsmcの収益がjpモルガン・チェースの予想の68%に達していると述べた。同社の8月の好調な売上高は、第3四半期の業績が予想を上回る可能性があることを示唆している。同銀行は同銘柄の格付けを「オーバーウエート」に据え置き、目標額は1,200台湾ドルとした。

流通市場では、tsmcの株価は今年65%近く上昇し、最新の市場価値は25兆3400億台湾ドル(約5兆5000億元に相当)となっている。

apple は何か新しいことに挑戦する最初の企業ですか?

報道によると、tsmcは2025年後半にn2プロセスが正式に量産段階に入る計画を立てており、早ければ2026年にもn2プロセスを使用して製造されたチップの最初のバッチが顧客に届くと予想されている。この高度なテクノロジーを試す最初の顧客は、テクノロジー大手の apple になる可能性が高いです。

また、一部のアナリストは、ウェハあたり 30,000 ドルという見積もりが正確であれば、n3 の代わりに n2 を使用する (トランジスタ密度を 15% 実現しながら性能を向上させ、消費電力を削減する) かどうかは、tsmc のすべての顧客にとって大きな利益になると考えています。経済的な影響はまだ分からない。 apple は、iphone、ipad、mac のプロセッサを毎年改良する必要があるため、2025 年後半の n2 に向けた準備を進めています (ただし、これらの製品に n2 チップが搭載されるのは 2026 年になると予想されています)。他の大規模顧客は通常 1.5 ~ 2 年以内に apple に追いつくため、その頃には見積もりが低くなる可能性があります。

tsmcとチップパッケージ会社amkorは木曜日、両社が米国アリゾナ州でチップの生産、パッケージング、テストで協力する覚書を締結したと発表した。

両社はプレスリリースで、アリゾナ州の工場が近接することでチップ製造プロセス全体がスピードアップすると述べた。この契約に基づき、tsmcはアリゾナ州ピオリアに建設予定の新工場が提供するamkorのターンキーの高度なパッケージングおよびテストサービスを利用することになる。 tsmcはこれらのサービスを利用して顧客、特にフェニックスにあるtsmcの高度なウェーハ製造施設を使用している顧客をサポートします。アリゾナ州にあるtsmcのフロントエンドウェーハ製造工場と、近くにあるamkorのバックエンドパッケージングおよびテスト工場との緊密な連携により、全体の製品生産サイクルが短縮されます。

tsmcは以前、アリゾナ州フェニックスに400億ドルをかけてチップ製造工場を建設するという約束をしており、amkorとの取引の基礎を築いた。

appleは昨年、amkorが近くのtsmc工場で生産されたapple siliconチップをパッケージ化することを認めた。テクノロジーレポーターのティム・カルパン氏は最近、tsmcの米国工場がa16チップの小規模生産を開始したと報告した。このチップは2年前のiphone 14 proモデルでデビューし、iphone 15およびiphone 15 plusモデルにも使用されている。